新型干法水泥生產線設備精細化管理的應用

郁國強，張寶剛，董克忠，趙小雷

現代化水泥生產設備正日益向大型化、連續化和自動化方向發展，水泥生產線要想保持較高的運轉質量，必須首先保證設備的安全穩定運行，特別是大型主機設備的運轉率直接影響了企業的經濟效益。我公司目前擁有一條4 000t/d新型干法水泥生產線，近幾年來，公司在設備精細化、智能化管理方面做了許多探索工作，為該生產線設備的長期安全穩定運轉提供了可靠保證，未發生過因大型設備故障造成的停窯事故。本文總結了我公司設備管理的經驗，與同行探討。

1 設備巡檢管理

為便于掌握水泥生產設備的運行狀態，保障設備的穩定運行，我公司設立了崗位日常巡檢制度，這是整個設備管理的基礎工作。巡檢的目的在于掌握真實有效的設備運行狀態，記錄設備的運行信息，及時發現設備運行的異常和潛在的設備隱患，以便及時采取對策，將故障消滅在萌芽狀態，實現生產的連續和穩定運行。巡檢制度具體措施如下：

1.1 制定統一完善的設備巡檢標準

崗位巡檢是整個巡檢作業的基礎，規范統一的巡檢標準是保證巡檢質量的前提條件，可實現事半功倍的巡檢效果。我公司由生產部門組織技術人員在原有的設備巡檢表基礎上，制定了較為詳細的設備巡檢規范，對設備的巡檢部位、內容及巡檢標準進行了補充說明，明確了臨界報警值和危險告警范圍，增加了必要的細節描述，比如風機軸承及聯軸器有無異音、地腳螺栓有無松動、殼體有無破損或漏風等。完善后的巡檢標準更加具有實際應用價值，表1為高溫風機部分巡檢標準。

1.2 強化巡檢制度的落實和對巡檢數據真實性的考核

為了保證巡檢制度得到貫徹落實，確保巡檢作業數據真實有效，我們在各車間實行副巡、主巡、車間巡三級巡檢的閉合管理方式。副巡負責對照設備巡檢表各項內容進行巡檢并填寫登記，主巡負責對當班填表質量進行檢查統計并組織處理所發現的問題，確保巡檢中遇到的設備隱患處理及時，做到“設備隱患不過夜”。車間設備管理人員負責定期對巡檢數據進行抽檢，如發現巡檢數據的填寫與現場實際運行數據不相符，應及時對責任人進行處罰，保證當班巡檢質量。通過三級巡檢閉合管理的有效運轉，基本杜絕了數據造假的問題，巡檢數據的準確性大大提高。

表1 高溫風機部分巡檢標準

1.3 設備巡檢和日常維護相結合，確保生產線設備維護質量

設備的維護管理必須建立在巡檢與日常監護相結合的基礎之上。單一的巡檢雖可有效掌握整條生產線設備的運行狀態，但是巡檢作業具有流動性、不連續性，缺乏對單機設備的保養和運行狀況的跟蹤，導致設備整體保養水平不高。而單一的區域崗位包機制度則會造成眾多設備的保養水平參差不齊，設備故障不能及時處理進而影響生產。我公司在引入巡檢制度的同時，并沒有完全摒棄原有的區域崗位包機制度，車間將設備包機到巡檢人員，巡檢人員按照《設備巡檢標準》負責設備的日常巡檢及設備保養，同時管理人員參與每天一次的專業巡檢并負責匯總、監督處理當天發現的設備隱患。

1.4 應用智能化點巡檢系統，實現設備故障快速診斷

目前，在水泥企業的巡檢作業中，仍然以粗放型巡檢作業為主，其缺點在于巡檢數據繁多龐雜，無法直接反映設備運行的狀況，無法全面記錄設備的運行狀態，且巡檢數據無法與現有的DCS運行數據無縫對接，無法實現對設備運行缺陷的快速診斷。水泥企業的主機設備載荷大、結構復雜、干擾信號多，采用常規測量方式測出的巡檢數據，主觀因素影響大，無法有效保證巡檢質量，這是水泥企業設備巡檢和狀態監測面臨的最大難題。

要保證生產線的安全穩定運行，必須具備快速準確診斷主機設備故障的能力。我公司引入的智能設備點巡檢系統就具有故障快速診斷的能力。點巡檢作業通過振動測量、溫度測量、射頻卡識別、觀察量收集、手抄量收集、圖像采集等，獲得大量的點巡檢數據。點巡檢設備將數據記錄并上傳，實現數據共享，并在服務器上對數據進行統計、分析，生成各類報表，此外還對生產線設備運行中潛在的異常情況進行預警，大大降低設備故障率，水泥生產運行管理水平大幅提高。

智能設備點巡檢系統由服務器、手持點巡檢終端、管理工作站和網絡系統等組成，拓撲圖如圖1所示。首先服務器按照系統設置的巡檢周期自動生成巡檢任務并發送到手持巡檢終端。然后巡檢人員通過手持設備上的射頻信號卡自動識別目標對象并獲取相關設備數據，對照巡檢標準逐項完成巡檢任務并錄入信息后自動上傳到系統服務器中。系統服務器根據巡檢數據自動生成統計分析表，將其中的報警和故障信息推送給相關人員，并生成保修單和維修單。

本系統是為水泥企業量身定做的一套簡單實用的智能化設備點檢與評價系統，針對不同設備的運行狀態，配套有符合設備點檢要求的后臺管理軟件。如對于回轉窯、輥磨、石灰石破碎機等主機設備，系統采用在線監測方式，應用振動分析、電機診斷等技術，利用智能化的數據分析軟件，實現遠程診斷與趨勢預警。回轉窯減速機輸入軸驅動端垂直振動分析見圖2，垂直振動趨勢分析見圖3。對于風機、電機、皮帶輸送機等輔機設備，采用點巡檢系統，嚴格按照巡檢任務定期定點巡檢，并將數據上傳至系統服務器，實現趨勢分析與診斷。所有數據均可通過OPC開放式協議實現遠程終端的數據共享。

本系統以設備狀態監測、故障診斷為核心，以設備運行管理為重點，具有良好的設備狀態感知能力；系統利用綜合分析、智能診斷技術，結合設備的預防維護、檢修管理，實現了設備故障智能診斷和維修決策，實現了對設備全生命周期的閉環管理。

圖1 智能設備點巡檢系統拓撲圖

圖2 回轉窯減速機輸入軸垂直振動分析

我公司智能點巡檢系統于2020年3月投入使用，經過對巡檢方式、路線、標準的逐步細化和完善，既實現了巡檢任務的全覆蓋，又減輕了巡檢人員的勞動強度。熟料車間點巡檢路線如圖4所示。

為了應對生產中遇到的偶發性巡檢事件，我們在既有的點巡檢任務中，還增加了DCS系統產生的報警信號優先推送給巡檢終端的功能，指導巡檢人員對報警信號進行優先巡檢消缺，充分發揮點巡檢系統對生產的指導作用。

圖5為發電車間2019年3月至4月點巡檢統計圖，完成巡檢任務總計12 715項，未檢或漏檢399項。在已完成的12 715項巡檢任務中，危險總數38項，報警總數12項。對于異常狀況的設備，系統自動生成保修單和維修單，發送給相關人員進行消缺處理。

圖3 回轉窯減速機輸入軸垂直振動趨勢分析

圖4 熟料車間巡檢路線圖

智能點巡檢系統的投入使用，使水泥生產設備運行和變化趨勢始終處于在控、可控狀態，為工作人員掌握設備運行規律提供了可靠的依據，設備異常問題能得到及時處理，確保了生產線的正常穩定運行。

圖5 技術裝備部點檢統計圖

設備巡檢的目的在于避免設備事故的發生，設備巡檢中發現的設備故障消缺分類見表2。對于緊急設備故障，生產部門設備管理人員需制訂消缺措施或應急措施立即進行整改消缺；對于重大和重要故障，由于特殊原因，如備件未到、工藝條件不滿足等，可先監護運行，崗位巡檢重點關注，待時機成熟時即進行消缺處理，以避免較大的經濟損失；對于一般和輕微的故障，可以隨時處理，但要盡量減少故障頻率。我公司在實施設備精細化管理的半年多來，從未發生過需要停產停機或監護運行的情況，這表明設備的巡檢作業真正發揮了保障作用。

2 設備潤滑管理

設備潤滑的基本原理是，潤滑劑形成一定厚度的油膜，牢固附著在設備機體的兩個摩擦面上，從而將兩個摩擦面有效隔離開來，避免機體間直接接觸，保護設備機體免受損傷。

設備的潤滑管理是設備管理的重要組成部分，是延長設備壽命、保證設備長期安全穩定運轉的有效手段。設備潤滑不足或者潤滑油使用不當，不僅會破壞設備的功能和使用效果，嚴重的還會導致設備故障，給企業帶來經濟損失。因此，為了保證水泥生產線設備的有效潤滑，我公司建立了適用于本企業的潤滑管理制度。

2.1 對設備潤滑實施專業化集中管理

新型干法水泥生產線的設備特點是大型化、多樣化，使用的潤滑油量較大且油品種類繁多，設備的潤滑管理是一項專業性很強的工作。

我公司設備潤滑工作由生產部門負責領導，指定設備工程師兼職負責潤滑管理工作。各車間副主任負責制定潤滑技術要求和標準，指導崗位工作人員做好設備保養。對于大型的主機設備，車間負責按照潤滑標準編制日常維護和油品更換計劃，生產部門負責編制全公司油品的購買和更換計劃，在保證各車間潤滑油正確使用的條件下，盡量減少油品種類和使用數量。為了加強對潤滑油的管理，由物資供應部設置專人負責潤滑材料采購工作，倉庫負責油品的統一保管、按需發放以及廢油回收。

表2 設備故障消缺管理分類

2.2 重視潤滑臺賬的管理

車間潤滑管理嚴格執行“五定”原則，即定點、定質、定量、定期、定人管理，各車間建立相應的設備潤滑臺賬。臺賬中需注明管理轄區設備的潤滑油型號、用量、更換時間、周期等，由各車間副主任直接填寫和掌握，每月與生產部門和倉庫進行核對，確保記錄的準確。

2.3 大型主機設備的油站需對潤滑油進行定期取樣化驗，做好油質監測

大型油站用油量大，資金占用量多，承擔了系統主機設備的潤滑工作。若潤滑出現問題勢必會造成較大的損失，因此必須加強對主機設備油站油質的監測，嚴格做好定期取樣化驗油質的工作。

3 設備維修和維護管理及備品備件管理

3.1 設備維修和維護管理

對設備進行維修和維護管理，其目的在于保證設備始終處于良好的運行狀態，減少故障停機的概率。設備的安全運轉主要依靠巡檢和維護，對于設備的維修要以預防為主，堅持維修管理的科學化、規范化，提高員工的主觀能動性。要通過對設備信息、故障信息、巡檢信息以及人員信息等相關信息進行全面管理，發揮點巡檢對于維修工作的積極指導作用，保證點檢人員定時定點完成巡檢任務，并對故障信息進行分類匯總，及時處置，防止出現突發性設備故障并建立完整、實用的設備維修臺賬。臺賬建立應注意如下幾點：

（1）嚴格按照檢修作業規程進行檢修，實現檢修作業精細化管理，提高故障處理效率。設備維修臺賬要詳細記錄設備的易損件、常用件型號、歷次檢修記錄、油脂更換記錄以及油脂化驗記錄等，同時設備的備品備件庫存情況及運行情況也要進行統計與分析，以輔助科學決策。

（2）設備維修臺賬要根據設備重要程度分類統計，重要設備重點對待，實現檢修作業、故障處理全流程管控。

（3）各車間專人負責設備維修臺帳的更新工作，生產部門負責此項工作的監督和落實，對于沒有達到要求的，要及時作出處罰和進行整改落實。

（4）對于大型主機設備，除要求專業技術人員專人專機管理、備品備件專件專用外，還應適當引入專業維修隊伍，提高設備維修水平。專人專機管理可以明顯提高設備的維護水平，使得日常維護工作更加細致，設備日常隱患排查能力大幅提高，設備故障率大幅下降。引入專業維修隊伍可以彌補公司自有工作人員的不足，大幅提高設備維修水平，更好地完成檢修任務。

3.2 備品備件管理

設備的備品備件管理是設備長期安全運轉的基礎，應努力保證備品備件的合理庫存量，控制合理的備件儲備資金占比。備品備件管理應重點做好以下工作：

（1）生產技術人員對備品備件質量、型號、標準進行核對后，方可辦理入庫登記，作為備件使用。

（2）對于大宗的配件（如軸承、油品等）和易損件（如滾筒、托輥等）的采購，原則上采用統一招標的方式，由集團公司統一指定廠家來保證備品備件的質量。

（3）對主機設備等重要設備的配件要堅持使用原廠配件，同時嚴格控制使用周期，避免設備超期服役給生產帶來巨大損失。

（4）備品備件采用集中管理的方式，統一由物資供應部倉庫進行保管，除了專件專用以外，可最大程度地增加配件的通用程度，大幅降低備品備件庫存量。

在推行精細化管理后，我公司通過加強備件庫存管理，控制數量，優化庫存結構，加速備件周轉，深入挖掘備件儲存管理效益，提高了資金利用效率。2020年1～6月份備件庫存資金占比有了大幅降低，見圖6。

4 現場管理

圖6 備件庫存資金占比歷年數據對比

表3 各年度運行數據對比

現場管理是指用科學的標準和方法對生產現場各生產要素進行合理有效的計劃、組織、協調、控制和檢測，使其處于良好的結合狀態，從而達到優質、高效、低耗、均衡、安全、文明生產的目的。

為了加強現場規范化管理，逐步推進清潔化生產工作，進一步促進公司安全、環保和穩定高效生產，我公司以《現場管理制度》為依據，明確主體責任，堅持“屬地管理”的原則，各車間部門積極落實現場管理責任制，加大監督和考核力度，使全體員工牢固樹立“生產清潔化、管理精細化、現場規范化”的理念，實現安全生產和環境效益的雙贏。

公司大力推行6S管理活動，對現場的各種生產要素開展整理、整頓、清掃、清潔等的活動。積極塑造清潔的工作場所，使工作秩序井井有條；積極開展“隱患大排查”活動，對有可能發生的問題“未雨綢繆”；以制度化的形式培養提升員工素質，凝聚團隊精神。公司堅持以人為本加強安全管理，每月組織安全綜合大檢查，開展安全隱患排查治理工作，努力增強全體員工的安全意識。

在開展6S管理活動中，我公司認真籌劃、細致準備，制定實施意見，將6S管理活動與企業自身實際相結合，引入了定制管理、質量管理、設備管理、成本管理等新理念，促進了工作效率的提升和企業效益的提高。

我公司通過實施設備精細化管理，水泥生產線設備完好率、主機設備運轉率和噸熟料維修費用都有了明顯改善，見表3。

5 結語

面對當今水泥生產存在的資源、環保問題，水泥企業迫切需要建立與水泥生產設備安全穩定運行相配套的精細化、集約化管理理念。我公司將生產設備管理細化分解成各個可控單元，優化操作，區分次序、重點對待，同時創新思維，開拓思路，通過技術創新和管理創新努力提高對生產設備的駕馭能力，不斷提高企業綜合實力。